什么是多层陶瓷电容器？

  多层陶瓷电容器也称为MLCC（多层陶瓷电容器），是内部电极和介电层多层堆叠的片状元件型电容器。电容器行业预计将进一步发展，容量变得越来越小和越来越大。

主要采用钛酸钡和氧化钛作为电介质，内部电极和电介质由多层组成。通过增加层叠层数，可以增加电容，从而实现MLCC的小型化。

目前MLCC的主流尺寸是0603（0.6x0.3mm）和0402（0.4x0.2mm）。下一代0201尺寸已经实现了一定的容量值，但由于处理困难，尚未在市场上广泛普及。

多层陶瓷电容器有片式和径向式。与其他电容器相比，它具有低高频阻抗、低ESR（等效串联电阻）和良好的高频特性。

多层陶瓷电容器的类型

具有各种特性的多层陶瓷电容器已经商品化，但根据应用，在决定使用哪种类型时需要考虑尺寸、耐压、温度特性等。根据特性，多层陶瓷电容器大致分为 1 类和 2 类两种类型。

1.Class1

Class 1也称为温度补偿型，但它具有极低的ESR，并且电容随温度的变化很小且呈线性，因此可以相对容易地进行补偿。

然而，电容大多较小，约为 1pF 至 1μF。 它主要用于不希望电容变化的应用中，例如振荡电路和时间常数电路。

2.2级

Class 2也称为铁电型，以钛酸钡为主要材料，虽小却能获得约100μF的大电容。然而，使用时需要注意很多事项，例如ESR较大、电容随温度波动较大、施加DC偏压时实际电容会减小等。

因此，在使用2类多层陶瓷电容器时，必须考虑其特性来设计电路。 主要应用是电源平滑、去耦电容器以及其他电容轻微变化影响不大的电路。

多层陶瓷电容器的应用

多层陶瓷电容器的性能可根据层数进行选择，产品阵容丰富，适用范围广泛。多层陶瓷电容器安装在手机、电视和工业设备中，用于去耦、耦合、平滑电路、DC/DC 转换器平滑、计算机电源和噪声消除。

对于车载使用，选择寿命长、不易故障的产品。高容量、紧凑型电容器经常用于工业设备中，近年来，它们越来越多地被其他电容器所取代。

目前主流的多层陶瓷电容器尺寸都相当小，如1005尺寸（1.0x0.5x0.5mm）和0603尺寸（0.6x0.3x0.3mm），但0402尺寸和下一代尺寸已经市场上已经开始使用的电容器预计0201尺寸等超小型电容器将成为主流。

多层陶瓷电容器原理

电容器的电容C与介电材料的介电常数ε和电极面积S成正比，与电极之间的距离d成反比。此外，当电容器并联时，总电容等于每个电容器的电容之和。

因此，提高电容器电容量的关键是采用高介电常数的电介质、增大电极面积、尽量减小极板之间的距离。多层陶瓷电容器的结构是极薄的电极板多层堆叠，可以认为是多个电容器并联连接且电极板之间的距离很近。

换句话说，层叠层数N与电容器的电容C成比例。因此，通过增加层叠层数N来增大电容，能够实现层叠陶瓷电容器的小型化和大型化。

此外，钛酸钡具有非常高的介电常数，通常被用作介电材料，但其性能预计最终会达到稳定水平。因此，希望开发出介电常数更好、疲劳性更小的材料。

多层陶瓷电容器的结构

电极使用镍，电介质主要使用钛酸钡。介电材料片上涂有镍膏，用作内部电极，这些片材一层层堆叠并在压力下模制。

之后，将其切成小片并在1000℃左右的温度下进行烧结，当连接外部电极时，它就成为多层陶瓷电容器。通过在左侧和右侧交替连接内部电极和外部电极，这与各层并联连接时的状态相同。

自从它们开始以片材形式制造以来，它们变得更加高效并且变得更小更薄。层数可高达1000层。它们分为低介电常数型和高介电常数型，低介电常数型主要使用氧化钛作为电介质，

而高介电常数型则使用钛酸钡作为电介质。 此外，根据电容变化率和温度范围，分为1类和2类。 1 类用于温度补偿、低电容和信号电路。 Class 2具有高介电常数和大温度系数，用于电源去耦和平滑电路。